無線充電與快充是今年備受矚目的手機(jī)賣點(diǎn)。對(duì)于引領(lǐng)風(fēng)向的蘋果iPhone X 而言，令人欣慰的是：支持快充，無線充電支持市面上流行的Qi無線充電標(biāo)準(zhǔn)；令人失望的是：并非遠(yuǎn)距離快速無線充電，快充需要另外購(gòu)置充電器。當(dāng)下的無線充電產(chǎn)品似乎還處于1.0時(shí)代，與消費(fèi)者希望的像wifi一樣可走到哪充到哪還有差距，而標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的快充卻已迅速“收割”人心得到普及。
如今快充標(biāo)準(zhǔn)難統(tǒng)一，既有來自高通、聯(lián)發(fā)科芯片組廠商的協(xié)議，又有來自三星、華為等OEM廠商部署的各自專有協(xié)議，還有從計(jì)算機(jī)擴(kuò)散到移送設(shè)備的USB-PD。伴隨USB Type-C應(yīng)用進(jìn)入快車道，USB-PD協(xié)議逐漸進(jìn)入大眾的視線。在USB-IF組織發(fā)布USB-PD 3.0重要更新與谷歌主導(dǎo)USB-PD協(xié)議的背景下，有人認(rèn)為USB PD有一統(tǒng)快充標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)。
那么，無線充電與快充未來將上演怎樣的劇情？USB PD與Type-C融合下，快充將走向何處？
無線充電與有線快充的未來趨勢(shì)
“蘋果采用無線快充是事實(shí)，采用基于USB Type -C PD的快充也是事實(shí)。這兩種充電技術(shù)目前已同時(shí)被品牌手機(jī)廠商采用或者即將采用。無線充電的優(yōu)勢(shì)是避免端口反復(fù)被插拔；有線充電的優(yōu)勢(shì)是可以充得更快，可邊充電邊使用手機(jī)，還可以連接DOCK進(jìn)行多種應(yīng)用等。當(dāng)然，有線充電是默認(rèn)的充電模式，也就是手機(jī)必須支持的模式。在可以預(yù)見的幾年內(nèi)，鑒于成本、效能、距離、使用場(chǎng)景等因素，Type-C PD快充和無線快充將會(huì)是共存的局面，無線快充通常是客戶可選的配置，而Type-C PD充電方式將會(huì)是普遍的。”Cypress區(qū)域市場(chǎng)經(jīng)理朱雄輝先生對(duì)無線充電與有線充電的趨勢(shì)進(jìn)行了分析預(yù)測(cè)。
“目前，無線充電還存在功率低、效率低、發(fā)熱高、輻射大等技術(shù)問題難以解決。對(duì)于無線充電與有線快充而言，兩者偏向的應(yīng)用場(chǎng)景有所不同。對(duì)于不同人群，對(duì)于充電方式的追求也不同，高科技從業(yè)人員一致性的傾向于快充，普通消費(fèi)者更傾向于無線充電。在沒有大規(guī)模無線充電發(fā)射設(shè)備的情況下，無線充電和快充相比，短期內(nèi)可能吸引力不大。” 蘇州易能微電子科技有限公司總經(jīng)理吳鈺淳如是說。
本期《封面故事》快充專題采訪嘉賓對(duì)于無線充電與有限快充的發(fā)展趨勢(shì)，一致認(rèn)為：
針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景，兩者有各自的優(yōu)勢(shì)，因此未來將是并存的關(guān)系，有線快充將是手機(jī)的標(biāo)配，而有無線充電還需要技術(shù)的更新才可以實(shí)現(xiàn)更普遍的應(yīng)有。
快充世界太紛雜，USB PD是王道
眾所周知，快充標(biāo)準(zhǔn)天下紛爭(zhēng)，目前針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的有線快充標(biāo)準(zhǔn)就有10多種，既有來自高通、聯(lián)發(fā)科芯片組廠商的協(xié)議，又有來自三星、華為等OEM廠商部署的各自專有協(xié)議，還有從計(jì)算機(jī)擴(kuò)散到移送設(shè)備的USB-PD。這些協(xié)議執(zhí)行同樣的功能，即在移動(dòng)設(shè)備和電源適配器之間進(jìn)行通信，協(xié)商所需的電壓、電流來為移動(dòng)設(shè)備提供更高的功率，實(shí)現(xiàn)更快的充電效率。
快充標(biāo)準(zhǔn)自由地“誕生”與“成長(zhǎng)”，既然有線快充依然是主趨勢(shì)，那么快充世界標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、各家標(biāo)準(zhǔn)不兼容的痛點(diǎn)是否會(huì)得到解決呢？是否會(huì)有哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)豪氣地一統(tǒng)天下？
“為了解決這一問題，USB組織為了解決這個(gè)問題推出了USB PD。“Cypress區(qū)域市場(chǎng)經(jīng)理朱雄輝先生表示，“如果大家細(xì)讀USB PD協(xié)議，就會(huì)發(fā)現(xiàn)USB PD是一個(gè)交互性很強(qiáng)的協(xié)議，非常靈活，是目前市場(chǎng)上非常先進(jìn)的充電協(xié)議。鑒于時(shí)間、成本、技術(shù)成熟度、兼容性的考慮，USB PD將成為主要趨勢(shì)。”
在2017年春節(jié)旗艦，USB-IF組織發(fā)布了USB PD 3.0的重要更新，正式推出旨在一統(tǒng)快速充電技術(shù)規(guī)范的PPS(Programmable Power Supply)。
高通QC是最知名的快充標(biāo)準(zhǔn)，在快充界起著風(fēng)向標(biāo)的作用。高通發(fā)布QC4.0就是向USB PD3.0 靠攏的標(biāo)志性事件。
USB PD 3.0靠“兼容”的天下
恩智浦半導(dǎo)體安全接口和電源事業(yè)部大中華區(qū)資深營(yíng)銷經(jīng)理張錫亮以USB PD 3.0與QC4.0“共存”為例，對(duì)兩者的共存關(guān)系進(jìn)行了解讀：
兩者的共存關(guān)系取決于需要充電的便攜式設(shè)備，系統(tǒng)發(fā)出PD協(xié)議訊號(hào)請(qǐng)求充電或發(fā)出QC訊號(hào)請(qǐng)求充電，此時(shí)充電設(shè)備就要按照被要求的充電模式充電，這就意味著充電設(shè)備需內(nèi)置能讀取QC和PD兩種協(xié)議訊號(hào)的功能。
USB PD起源于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，QC是智能手機(jī)領(lǐng)域的寵兒。兩個(gè)快充標(biāo)準(zhǔn)從平行關(guān)系變得有交叉，在競(jìng)爭(zhēng)也在融合。張錫亮認(rèn)為：“QC與USB PD融合，等于計(jì)算機(jī)、手機(jī)兩個(gè)最大的個(gè)人設(shè)備市場(chǎng)聯(lián)手，未來能否撬動(dòng)更大的市場(chǎng)？我認(rèn)為會(huì)有，但不會(huì)很快出現(xiàn)。”
“快充的發(fā)展以時(shí)間、成本、成熟度、兼容性為參考維度，因此可以斷定USB PD充電模式將形成主要的壓倒性的趨勢(shì)是確認(rèn)無疑的。” 朱雄輝先生肯定的表示。
PPS有何神通？
USB PD3.0相對(duì)PD2.0的最大的調(diào)整就是支持PPS充電。
輸出電壓范圍擴(kuò)大，可實(shí)現(xiàn)低壓快充
“早期，快充標(biāo)準(zhǔn)以提高USB充電電壓的為主，將5V提升到10V甚至20V；OPPO VOOC閃充為快充提供了另一種思路，在5V電壓下使用并聯(lián)分流的形式將充電電流提升到4A~5A，當(dāng)然，其代價(jià)是為成本高的充電線和連接器買單。”Dialog公司電源轉(zhuǎn)換業(yè)務(wù)部市場(chǎng)營(yíng)銷高級(jí)總監(jiān)Scott Brown對(duì)快充兩大派系——高壓小電流與低壓大電流的發(fā)展進(jìn)行了概述。
PD2.0只支持固定檔電壓，PD3.0可實(shí)現(xiàn)3.0~11.0V直充，可調(diào)整電壓幅度為20mV，也支持5V、9V、15V、20V固定擋，即從5V擴(kuò)展到｛3.0~11.0V，15V，20V｝的范圍。
PPS可調(diào)整電壓幅度為20mV，意味著可實(shí)現(xiàn)低壓大電流直充。
據(jù)悉有部分手機(jī)廠商希望直接在適配器上實(shí)現(xiàn)恒流直充控制，而不是放在手機(jī)端。但是USB-IF終究沒有同意這一點(diǎn)。主要考量是，恒流機(jī)制可能導(dǎo)致某些情況下，輸出電壓的劇烈波動(dòng)，不利于手機(jī)內(nèi)部的Bypass路徑管理，及手機(jī)內(nèi)部基帶模塊的供電安全。
充電更安全、靈活
PPS模式，該模式對(duì)比當(dāng)前更為普遍的高壓快充，具有兩大優(yōu)點(diǎn)：
- 大功率充電時(shí)，電池溫度不會(huì)大幅升高，充電更安全；
- USB PD在通訊上采用專門的CC線通過數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行通信，相比高壓快充靠檢測(cè)D+/D-電平變化來決定充電狀態(tài)更加可靠與靈活。
快充最核心的問題就是協(xié)議的兼容性、可靠性與穩(wěn)定性。USB PD協(xié)議恰恰覆蓋到了這些要點(diǎn)。
USB PD與Type-C是絕配？
USB Type-C是一種電子設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)，是Type-A/B的升級(jí)版本。2014年8月，USB IF發(fā)布了USB Type-C接口1.0標(biāo)準(zhǔn)。Type-C設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)景眾多，現(xiàn)在所有使用USB接口的地方都可Type-C代替。
USB Type-C接口可以使用被動(dòng)式線纜處理高達(dá)3A的電流，這意味著最高達(dá)15W（5V*3A）的功率，這對(duì)一些應(yīng)用來說已經(jīng)足夠了。但若需要高功率，必須部署一種快充協(xié)議，比如USB PD、QC等快充協(xié)議。
如果Type C接口不支持USB PD標(biāo)準(zhǔn)，那么意味著這個(gè)設(shè)備支持的最大電壓為5V、最大電流為1.5A，基本也就“告別”快充了。因此，不支持USB-PD協(xié)議的Type-C端口不能應(yīng)該用于PC、手機(jī)主機(jī)、Dock、Dongle、充電器、移動(dòng)電源等設(shè)備，但可以用于U盤之類的簡(jiǎn)單外設(shè)。
一個(gè)帶Type C接口并支持USB PD標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備最高可以支持20V/5A，也就是100W的效率，不過基于成本考慮，大多數(shù)充電設(shè)備只支持60W以下的功率，大多數(shù)為27W、36W 或 45W 的設(shè)計(jì)。60W以上的充電功率意味著3A以上的充電電流，這便需要導(dǎo)入更昂貴的電纜；65W以上的充電適配器需要導(dǎo)入PFC技術(shù)，充電適配器的功率組件也將更昂貴。
朱雄輝先生強(qiáng)調(diào)，快充趨勢(shì)已經(jīng)明確，只等市場(chǎng)向深度演變。 基于“USB PD+Type-C”的快充將成為主流的快充模式，與充電相關(guān)的各產(chǎn)業(yè)將向此方向靠攏。未來兩三年內(nèi)，將會(huì)有大量手機(jī)、電腦及外設(shè)采用USB PD充電方案。